Borrador de Guía de Metodológica de Auditoría Energética EDIFICACIÓN Esta versión se encuentra disponible para el proceso de Consulta Pública en el marco del proyecto “Elaboración de anteproyecto y guías de auditorías energéticas” del concurso Bienes Públicos Estratégicos para la Competitividad – Convocatoria Eficiencia Energética de CORFO
Tabla de contenido Introducción ...................................................................................................................................... 4 ¿Cómo usar la guía? ......................................................................................................................... 5 1
2
3
Preparación de la AE ................................................................................................................ 7 1.1
Caracterización preliminar ............................................................................................. 7
1.2
Definición de alcances .................................................................................................... 9
Planificación de la AE ............................................................................................................. 13 2.1
Solicitud y recopilación de información requerida .................................................. 13
2.2
Recorrido inicial y reuniones de coordinación .......................................................... 14
2.3
Plan de trabajo en terreno ............................................................................................ 15
Ejecución de la AE................................................................................................................... 17 3.1
Trabajo en terreno ......................................................................................................... 17
3.1.1
Levantamiento de información ........................................................................... 18
3.1.2
Medición del uso de la energía ........................................................................... 19
3.2
Tratamiento de información y análisis de situación actual .................................... 21
3.2.1
Análisis de equipos y sistemas ............................................................................ 22
3.2.2
Distribución y balance energético ...................................................................... 26
a.
Distribución de potencia y energía ............................................................................. 26
b.
Diagrama de Pareto ....................................................................................................... 27
c.
Balance de energía: Diagrama Sankey ....................................................................... 28
3.2.3
Línea base ............................................................................................................... 29
3.2.4
IDE y análisis comparativo ................................................................................... 31
3.2.5
Análisis de facturación .......................................................................................... 33
a.
Desglose de costos de facturación ............................................................................. 34
b.
Análisis de tarifa eléctrica ............................................................................................. 34
c.
Precio monómico de la energía eléctrica .................................................................. 36
3.2.6
Análisis de calidad de energía ............................................................................. 36
3.2.7 Demanda de Potencia Eléctrica (DPE) y Demanda de Potencia Térmica a nivel de Energía Útil (DPTEU) ............................................................................................... 38 3.3
4
5
Análisis de MMEE .......................................................................................................... 40
3.3.1
Identificación de MMEE ....................................................................................... 40
3.3.2
Análisis técnico y económico............................................................................... 42
3.3.3
Plan de implementación para MMEE................................................................. 45
Reporte ..................................................................................................................................... 45 4.1
Reporte(s) de avance ..................................................................................................... 45
4.2
Reporte final ................................................................................................................... 45
Anexos ...................................................................................................................................... 47
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Glosario ACC ACEE ACS AE AFS AT BT DPE DPTEU FC FP GE GEI GLP GN IDE IPMVP
: : : : : : : : : : : : : : : : :
M&V MMEE PAYBACK P&ID
: : : :
SGE SST TIR VAN
: : : :
Agua Caliente Calefacción Agencia de Eficiencia Energética Agua Caliente Sanitaria Auditoría Energética Agua Fría Sanitaria Alta Tensión Baja Tensión Demanda de Potencia Eléctrica Demanda de Potencia Térmica a nivel de Energía Útil Factor de Carga Factor de Potencia Grupo Electrógeno Gases de Efecto Invernadero Gas Licuado Petróleo Gas Natural Indicador de Desempeño Energético Protocolo Internacional de Medida y Verificación (International Performance Measurement & Verification Protocol) Medición y Verificación Medidas de Mejora en Eficiencia Energética Período de Retorno de la Inversión Diagrama de tuberías e instrumentación (Piping and Instrumentation Diagram) Sistema de Gestión de la Energía Sistema Solar Térmico Tasa Interna de Retorno Valor Actual Neto
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Introducción La auditoría energética o diagnóstico energético, es una inspección y análisis de uso y consumo de energía de las instalaciones, junto con las fuentes y los sistemas energéticos involucrados, con el objetivo de identificar medidas de eficiencia energética que presenten oportunidades para mejorar el desempeño energético. 1
En el contexto de un SGE , la AE es una herramienta clave para identificar los sistemas, equipos y procesos de uso significativo de energía y determinar el desempeño energético actual, permitiendo la elaboración de una línea base y la obtención de indicadores de desempeño energético. El proceso de una AE, como se muestra en el Esquema 1, consta de 4 etapas principales correspondientes a Preparación, Planificación, Ejecución y Reporte. En cada una de ellas, se desarrollan actividades con objetivos particulares y que en su conjunto responden a los objetivos de la AE. El flujo descrito es representativo, por lo que pueden existir iteraciones entre las actividades o variaciones en el orden de su desarrollo para casos particulares.
Esquema 1. Proceso de una AE
1
Sistema de gestión de energía, Guía de Implementación de Sistema de Gestión de Energía basado en ISO50001, Agencia de Eficiencia Energética
¿Cómo usar la guía? Esta guía se estructura de acuerdo al Esquema 1, donde cada etapa y actividad es abordada considerando su función en la AE. Cada vez que se hace referencia a una actividad previa o posterior a la abordada en una sección, se resalta en cursiva para recordar que se puede revisar un apartado particular sobre la actividad mencionada. De esta manera, los contenidos y alcances de cada sección responden a los siguientes objetivos: 1. Preparación: establecer los lineamientos de la AE de acuerdo al contexto y necesidades particulares de la organización. 1.1 Caracterización preliminar de la instalación: obtener una descripción general del contexto de las instalaciones que permitan orientar los aspectos principales de la AE. 1.2 Definición de alcances: de acuerdo a la caracterización preliminar, se debe establecer qué será necesario abordar y en qué profundidad se realizará la Ejecución de la AE, de acuerdo a la referencia de niveles de AE indicados. 2. Planificación: Se precisan los tiempos y tareas que serán necesarias para el cumplimiento de los objetivos de la AE de acuerdo a la definición de alcances.
Preparación, ¿Dónde estamos?, ¿Qué necesitamos? Planificación, ¿Cómo logramos nuestros objetivos? Ejecución, ¿Se obtuvo toda la información necesaria?, ¿Los análisis son coherentes y representativos? ¿Es posible identificar y evaluar MMEE?
2.1 Solicitud y recopilación de Reporte, ¿Los resultados información requerida: solicitud y permiten tomar decisiones? recopilación de información que ya maneja la organización y que sea de utilidad para los análisis de la AE, la que será complementada y validada junto con la información que se obtenga del trabajo en terreno. 2.2 Recorrido inicial y reuniones de coordinación: permite realizar un reconocimiento preliminar de la instalación que entregue información de utilidad para el Plan de trabajo en terreno. 2.3 Plan de trabajo: establecer la planificación de las actividades que se desarrollarán para el levantamiento de información en terreno y mediciones del uso de la energía, que permitan coordinar y optimizar los tiempos de Ejecución de la AE. 3. Ejecución: corresponde al proceso de obtención y recopilación de toda la información en terreno, junto con el posterior tratamiento y análisis. 3.1 Trabajo en terreno: levantamiento de información y mediciones que permitan caracterizar los equipos, sistemas e instalaciones para el posterior Tratamiento de información y análisis de situación actual y Análisis de MMEE. 3.2 Tratamiento de información y análisis de situación actual: procesar toda la información recopilada, entregada por la organización y la obtenida durante
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el trabajo en terreno, para la obtención del escenario actual del consumo energético que permita generar el análisis de MMEE. 3.3 Análisis de MMEE: metodología para la identificación de MMEE y criterios para la evaluación técnica y económica que permitan priorizar las medidas de mayor conveniencia para la edificación. 4. Reporte: etapa en la que se registra y ordena la información de utilidad para la entrega de resultados y conclusiones a la organización auditada. 4.1 Reporte de avances: traspaso de información y validación de las primeras conclusiones obtenidas del análisis de situación actual y MMEE identificadas. 4.2 Reunión y reporte final: traspaso de información de todas las conclusiones obtenidas y las MMEE evaluadas de acuerdo al nivel de detalle definido en los alcances de la AE Para referirse a las partes que integran el desarrollo de la AE, se utiliza durante la guía los siguientes términos:
Organización auditada: instalaciones donde será desarrollado el servicio de AE, pudiendo ser la totalidad o una parte de sus recintos. Esta organización debe definir encargados que liderarán el proceso dentro de la organización. Equipo auditor: grupo de personas que desarrolla la AE, ya sean externas a la organización o que forman parte de ella.
La sección de Definición de alcances, presenta Niveles 0, 1, 2 y 3 de AE que se diferencian en el grado de detalle en que se desarrollan las actividades del Esquema 1. A lo largo de la guía, esta relación se recuerda por medio de la simbología que se presenta a continuación: Detalle: Medio
Alto
Avanzado
Lo anterior, se utiliza para indicar en qué nivel de AE está presente la actividad y el nivel de detalle con que se desarrolla. En el siguiente ejemplo, la actividad se desarrollaría en los niveles de AE del 1 al 3, pero se diferencian por el nivel de detalle indicado. Nivel 0
Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3
En la sección Tratamiento de información y análisis de situación actual, se incorpora la información que se utiliza para cada uno de los análisis de acuerdo la que es posible obtener según el nivel de AE, como se muestra en el siguiente ejemplo: Niveles 0 y 1
Facturación energéticos Consumo energético equipos
Niveles 2 y 3
Facturación energéticos Consumo energético equipos Mediciones
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1 Preparación de la AE Para iniciar el proceso de una AE se establece comunicación entre la organización auditada y un equipo candidato a desarrollar la AE, para realizar una Caracterización preliminar de la edificación, este es el primer paso para la Definición de alcances, ya que permite generar los lineamientos adecuados al contexto y necesidades particulares de la edificación para desarrollar una propuesta de AE. Si es de conveniencia para la organización auditada, esta etapa puede ser desarrollada con más de un equipo candidato a desarrollar la AE, permitiendo elegir el de preferencia para continuar con las siguientes etapas.
1.1 Caracterización preliminar Para establecer y definir los aspectos más relevantes al desarrollo de una AE, es necesario conocer el contexto general de la organización. La entidad auditada debe comunicar el interés y motivación para la realizar una AE y el equipo auditor debe identificar de manera general las principales características de las instalaciones y el nivel de gestión energética que puede existir a partir de las conversaciones que se realicen, para generar una propuesta de AE adecuada para la edificación. Para la caracterización preliminar, se debe conocer el tipo de edificación y los usos que puede tener, complementando con información sobre el tamaño de las instalaciones. Las principales categorías son las siguientes:
Oficinas: Espacios utilizados por entidades de proyectos y servicios. Educación: Universidades, institutos, colegios, jardines infantiles, etc. Salud: Hospitales, clínicas y centros de salud. Retail: Centros comerciales, tiendas, supermercados, etc. Hoteles: Espacios destinados a servicios de hospedaje y entretención. Residencial: Construcciones para fines habitacionales.
Además, se debe consultar cuáles son los sistemas energéticos presentes en la instalación y cuáles son de mayor relevancia o interés para la organización auditada. Los sistemas característicos se muestran en el Esquema 2, estos se pueden integrar por uno o más equipos y responden a los fines descritos a continuación: •
• •
• • •
Envolvente térmica: Permite aislar la edificación del exterior para alcanzar y mantener las condiciones de confort necesarias según los requerimientos de uso, sus características están dadas por su materialidad, orientación, estado, dentro de otros. Suministro de agua: Permite abastecer de agua a la instalación con usos finales tales como consumo, duchas, lavado, etc. Climatización: Es el sistema que permite alcanzar las condiciones ambientales óptimas para los distintos recintos de la edificación regulando temperatura, humedad y concentración de CO2, entre otros. Iluminación: Permite lograr las condiciones óptimas de iluminancia de acuerdo al tipo de actividad que se desarrolla. Transporte vertical: Sistema que permite la movilidad de personas y/o carga entre distintos niveles de altura del recinto. Servicios: Sistemas y equipos para servicios particulares de la edificación, que pueden corresponder a usos para preparación y conservación de alimentos,
equipos electrónicos para usos de oficina, equipos para uso de lavandería y esterilización, equipos de uso recreativo y otros que puedan estar presentes.
Esquema 2. Diagrama sistemas y equipos característicos de edificación
Esquema 3. Diagrama sistemas y equipos característicos de edificación En el Anexo 1 se puede ver una descripción más detallada de los tipos de tecnologías presentes en cada sistema. Junto a lo anterior, se debe considerar los principales factores que condicionan el consumo de los sistemas presentes: • •
Condiciones climáticas locales Orientación del edificio, condiciones y diseño de los espacios
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• •
Comportamiento de la ocupación y régimen operacional Actividades y procesos particulares que se realizan
1.2 Definición de alcances Luego de realizar la caracterización preliminar, se debe definir un nivel de AE a desarrollar que se adecue a los requerimientos de la organización. Estos niveles se diferencian en el grado de detalle y precisión con que se cumplen los objetivos transversales a todo diagnóstico energético, lo anterior se muestra en la Tabla 1. Tabla 1. Diferencias en el desarrollo de objetivos por nivel de AE
Nivel de AE Objetivo de la AE
•Identificación de usos y consumos energéticos •Análisis del comportamiento energético
Se diferencia en
Costo, tiempo y recursos
0
1
2
3
Nivel de detalle en que se obtienen resultados
General
Básico
Detallado
Preciso
Nivel de estudio de MMEE identificadas
Idea
Idea
Perfil
Prefactibilidad
Perfil
Prefactibilidad
Factibilidad
•Evaluación de MMEE Nivel de estudio de MMEE de mayor interés
En base a la tabla anterior, a mayor nivel de AE, se requiere contar con información más precisa que respalde el cumplimiento de los objetivos descritos, como se muestra en la Tabla 2. Tabla 2. Fuentes de información requeridas por nivel de AE
Fuentes de información requeridas por nivel de AE
Detalle y cantidad de información requerida 0
1
2
3
Información con que ya cuenta la empresa Levantamiento de información en terreno Medición de variables energéticas
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El equipo auditor puede generar propuestas según el contexto identificado y la organización auditada por su parte puede exponer los requerimientos de manera que se defina en conjunto el nivel de AE a desarrollar en función de los recursos necesarios para su ejecución, como se muestra en Esquema 4, el cual se complementa en el Anexo 2 que entrega un mayor detalle de estos criterios para orientar la elección del nivel del diagnóstico energético.
Esquema 4. Flujo de información para elección de un nivel de AE
En conjunto con lo anterior, es necesario definir los sistemas y/o los equipos energéticos que serán incluidos en el estudio de la AE, por ejemplo: • •
Instalaciones: Todos o algunos de los edificios, todas o algunas de las zonas de la edificación Sistemas y/o equipos: Todos o algunos de los sistemas energéticos de la edificación, todos o algunos de los equipos generadores, de transformación y/o uso final
De acuerdo al nivel de AE y los elementos incluidos, se debe acordar aspectos de los resultados que se obtendrán, en particular: •
•
•
Definir tipos o variables a incluir en el desarrollo de indicadores de desempeño energético que pueden ser apropiados al contexto de la organización, en los cuales se debe considerar aquellos existentes más propuestas del equipo auditor Definir indicadores económicos y criterios para priorizar las MMEE de mayor interés (Análisis de MMEE) y la cantidad que se evaluará en mayor detalle de acuerdo al nivel de AE Definir aspectos de entregables: o Necesidad y cantidad de reportes y/o reuniones de avances o Tipo de información a incluir en los reportes o Formato de reporte de avance y final, los cuales pueden ser informes, presentaciones ejecutivas, planillas de evaluación, entre otros o Forma o instancia de entrega de resultados
Cuando se establece lo anterior, es posible dimensionar los recursos necesarios para el correcto desarrollo de los objetivos de la AE, los que incluyen aspectos que involucran al equipo auditor y a la organización auditada. Para lo anterior, se deben cumplir las
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responsabilidades de la Tabla 3 lo cual permite definir una propuesta concreta para el desarrollo del diagnóstico energético por parte del equipo candidato a desarrollar la AE. Tabla 3. Responsabilidades definición del servicio
•
•
•
•
•
Equipo auditor Establecer el equipo de trabajo, el que deberá contar con un jefe de proyecto e ingenieros y/o técnicos que realizarán la AE Definir HH que dedicará el equipo auditor por actividad y tipo de profesional Informar requisitos de acceso a instalaciones e información requerida (Solicitud y recopilación de información requerida) Estimar HH requeridas de la entidad auditada y comunicar el apoyo necesario de personal para la realización de consultas, intervención de equipos, mediciones, etc. Definir extensión de tiempo necesaria para la realización de la AE
•
•
•
Organización auditada Definir responsable del desarrollo de la AE que mantendrá contacto con el equipo auditor y quiénes serán los profesionales que participarán del proceso de acuerdo al tipo de apoyo solicitado por el equipo auditor Informar restricciones o requerimientos especiales para acceso a las instalaciones Comprometer a los integrantes de la organización comunicando la realización de la AE
Además de considerar la propuesta entregada, la organización debe complementar la elección del equipo auditor con una evaluación de aspectos técnicos y cualidades profesionales del equipo, en que se pueden tomar en cuenta criterios tales como:
2
Pertenencia al registro de consultores Posesión de certificaciones validadas nacional o internacionalmente Experiencia y conocimiento del rubro al que pertenece la organización auditada Familiaridad con la normativa vigente aplicable al rubro Posesión de la instrumentación requerida en base al alcance de la AE definido
Por otra parte, los elementos profesionales deben ser evaluados cualitativamente y/o contractualmente con el auditor. Estos elementos suelen ser: confidencialidad de la información, transparencia e integridad de la información, ética laboral, liderazgo, entre otros. El cierre de la preparación de la AE y la elección del equipo auditor permite iniciar las siguientes etapas, en las cuales las actividades y el detalle con que se desarrollarán dependerán del nivel de AE establecido. Lo anterior de acuerdo a la referencia entregada en la Tabla 1, y aquellos acuerdos particulares entre la organización y el equipo auditor. Lo anterior, se muestra en la Tabla 4.
2
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Tabla 4. Actividades por nivel de AE
Simbología
Menor
Nivel de detalle Medio Mayor
√
√√
Caracterización preliminar Definición del servicio
Preparación Nivel de AE
√√√
0
Planificación
1 2 Reunión y recorrido inicial Solicitud de información requerida Plan de trabajo en terreno:
3
Plan de levantamiento Plan de mediciones Levantamiento de información Trabajo en terreno
√
√
√√
√√√
Medición del uso de la energía √√
√√√
Análisis de equipos y sistemas √
√
√√
√√√
Distribución y balance energía √
√
√√
√√√
√√
√√√
Ejecución
Línea base Tratamiento de información y análisis de situación actual
√
IDE y análisis comparativo √
√
√√
√√√
Análisis de facturación √
√√
√√√
Análisis de calidad de energía √√
√√√
DPE y DPTEU √√√ Identificación de MMEE √
√
√√
√√√
Análisis Técnico y Económico
Análisis de MMEE
√
√√
√√√
Plan de acción de MMEE
Reporte
√
√√
√√√
Reporte de Avances
√
√
√√
√√√
Reporte Final
√
√
√√
√√√
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2 Planificación de la AE Durante la etapa de Planificación, se precisan en detalle los tiempos y tareas específicas que serán necesarias para el cumplimiento de los objetivos de la AE de acuerdo a la
Definición de alcances.
2.1 Solicitud y recopilación de información requerida Para un correcto análisis, es de gran importancia recopilar información con la que ya cuenta la organización auditada y que permita respaldar su comportamiento energético. Su requerimiento se encuentra asociado al nivel de AE que se haya establecido en la Definición de alcances. La recopilación de esta información, permite obtener resultados de mayor precisión y utilidad, al comparar, validar y complementar aquella que se obtenga en el trabajo en terreno. La información que es de utilidad según los distintos niveles de AE se detalla en la Tabla 5. Esta puede ser deseable o necesaria de acuerdo a los objetivos de cada nivel de AE. Tabla 5. Información requerida según nivel de AE
Simbología
Deseable
Necesaria
√
√ Nivel de AE 1 2 3
Información requerida
Descripción
Zonificación
Nombre y delimitación de espacios
√
√
√
√
Facturación energéticos
Facturas eléctricas y de combustibles de 36 meses (mínimo 12 meses). Si aplica incluir contrato de cliente libre o condiciones con proveedor
√
√
√
√
Cantidad y especificaciones técnicas
√
√
√
√
Horas de uso, lógica de operación
√
√
√
√
Data de 36 meses (mínimo 12 meses) anteriores de tasa de ocupación y/o servicio
√
√
√
√
Indicadores de desempeño energéticos previos si existieran
√
√
√
Planos y diagramas de sistemas energéticos
√
√
√
Instrumentos existentes o equipos de mediciones que permiten levantar información relevante para la AE
√
√
√
√
√
Información de equipos Variables del consumo energético Indicadores de consumo energético Información de sistemas
Información
0
Facturas de agua
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Información requerida complementaria
Descripción
0
Nivel de AE 1 2 3
Proyectos con impacto en el consumo energético Mediciones o auditorías energéticas previas
√
√
√
√
Planos y diagramas otras especialidades
√
√
Mantenimiento de equipos
√
√
Certificaciones
√
√
En el proceso de solicitud y recopilación de esta información, se presentan las siguientes responsabilidades: Tabla 6. Responsabilidades en la solicitud y recopilación de información
Equipo auditor Comunicar a la organización auditada la información requerida y el tiempo idóneo de entrega Precisar la información que sea necesaria antes de la ejecución del trabajo en terreno Revisar la información entregada e informar cuando esta no se encuentre completa o no responda a lo solicitado Proponer cómo trabajar aquella información necesaria que presente dificultades para su obtención
• •
•
•
Organización auditada Dar prioridad a su recopilación Realizar entregas parciales a medida que se recopile cada ítem solicitado Efectuar consultas necesarias al equipo auditor sobre los detalles o especificaciones de la información requerida en que existan dudas Comunicar al equipo auditor sobre aquella información que no se encuentre disponible
2.2 Recorrido inicial y reuniones de coordinación De acuerdo al nivel de complejidad de las instalaciones que se identificó durante la caracterización preliminar del edificio, el equipo auditor debe definir si es necesario realizar un recorrido inicial en la edificación con el objetivo de evaluar aspectos técnicos que influyan en las definiciones del plan del trabajo en terreno. El recorrido inicial permite: • • • • • • • • •
Establecer contacto entre los actores que participarán en el trabajo en terreno Precisar detalles de la información entregada durante la caracterización preliminar Reconocer la zonificación, sistemas y/o equipos que serán auditados Realizar consultas generales de horarios y operación de los sistemas Identificar ciclos representativos de operación de los sistemas Identificación de equipos de difícil acceso, en pisos mecánicos, zócalos o cielos falsos Identificar instrumentación de medición existente Evaluar las condiciones para instalar equipos de medición Identificar las áreas de acceso restringido para gestionar ingreso a ellos
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•
Identificar aspectos de seguridad que deben ser considerados
Si las partes en conjunto establecen que no es necesario realizar un recorrido inicial, el equipo auditor puede desarrollar el plan de trabajo en terreno de acuerdo a los antecedentes de la caracterización preliminar, la información requerida que entregue la organización auditada y consultas específicas que contribuyan a la definición detallada de las tareas a desarrollar en terreno. La reunión de coordinación permitirá establecer fechas y horarios en que se pueda visitar la edificación para ejecutar el trabajo en terreno. Esta actividad puede ser presencial si se realiza el recorrido inicial o por los medios de contacto que se hayan definido entre el equipo auditor y la organización auditada.
2.3 Plan de trabajo en terreno Generar un plan de trabajo en terreno permite estructurar tareas, tiempos y fechas que faciliten la coordinación entre las partes y optimicen los tiempos de ejecución de la AE. Este plan se puede separar en las secciones de levantamiento de información y medición del uso de la energía, en caso de aplicar de acuerdo al nivel de AE. En primer lugar, se debe identificar los objetivos del trabajo en terreno que permitan orientar la definición de tareas particulares para su desarrollo, las cuales deben ser planificadas respondiendo a las preguntas de ¿dónde se realizarán?, ¿cuándo y por cuánto tiempo?, ¿qué información se busca obtener? y ¿cómo se obtendrá? El esquema 3, presenta criterios que pueden ser considerados para responder a cada una de estas preguntas.
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Esquema 5. Criterios para la planificación del trabajo en terreno Respecto a los criterios presentados, cabe destacar lo siguiente:
La información requerida que ha presentado dificultades para su obtención por parte de la organización auditada y que es necesaria para el cumplimiento de objetivos de la AE, será un factor relevante para establecer cómo se trabajará dentro de las tareas que se desarrollen durante el trabajo en terreno.
La representatividad define el periodo en que, considerando los factores que condicionan el consumo energético, se obtiene información concluyente de este. Para las mediciones, define el ciclo de menor tiempo que abarque las principales
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fluctuaciones de las variables a registrar y que permiten extrapolar los resultados al periodo de evaluación requerido.
De acuerdo al tamaño, complejidad de las instalaciones y nivel de AE acordado, el auditor puede requerir realizar más de una visita a terreno.
La planificación deberá ser entregada a la organización auditada, para que esta comunique de forma oportuna las visitas a terreno al personal que debe estar presente durante su desarrollo y dé aviso al equipo auditor en caso de presentarse eventos que dificulten o impidan la realización de estas, para ser reprogramadas siempre que se esté dentro de los plazos establecidos del desarrollo de la AE.
3 Ejecución de la AE La ejecución de la AE corresponde al proceso de obtener antecedentes en terreno, el tratamiento de información de las distintas fuentes para la caracterización de equipos, sistemas y prácticas de operación asociados a estos, que permita identificar la situación actual del consumo energético y posterior análisis de las MMEE que se pueden implementar.
3.1 Trabajo en terreno El trabajo en terreno, se realiza por medio del levantamiento de información y medición del uso de la energía, ambas actividades se deben enfocar en caracterizar equipos, sistemas y prácticas de operación. Además, se analizan los aspectos que puedan incidir en la evaluación de medidas a implementar como el estado de instalaciones, espacios disponibles, entre otros. La Tabla 7 entrega aspectos que se deben determinar durante el trabajo en terreno y que son aplicables a todo tipo de equipo y sistema que se incluya en la AE. Destaca la relevancia de identificar los equipos que constituyen un sistema, sus características particulares y la interacción que existe entre ellos para el posterior análisis de situación actual. Tabla 7. Información requerida para la caracterización de equipos, sistemas e instalaciones
Caracterizar equipo
Caracterizar sistema (interacción entre equipos)
Caracterización de instalaciones y otros
Datos técnicos Uso final y sistema al que pertenece Horas de uso (factor de uso) Punto de operación y factor de carga Lógica operacional particular del equipo Nivel de mantenimiento Perfil de demanda Equipos que lo integran Lógica operacional del sistema Sistema de control Medios de distribución y acumulación Calidad Estado Tablero eléctrico general y distribución
Durante las tareas del trabajo en terreno existen riesgos para el personal involucrado, que pueden estar presentes al realizar mediciones en tableros eléctricos, exposición a altas temperaturas o tareas que deban desarrollarse en condiciones naturales de riesgo como en altura, espacios confinados, entre otros. Para abordar esto la organización
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auditada debe presentar claramente sus requerimientos de seguridad, mientras que el equipo auditor deberá presentar los procedimientos que utiliza para el desarrollo de estas actividades, y utilizar los elementos de protección personal que apliquen en cada caso.
3.1.1 Levantamiento de información √
Nivel 0
Nivel 1
√
√√
Nivel 2
Nivel 3
√√√
Esta actividad permite obtener la información para la caracterización de equipos y sistemas por medio de inspecciones visuales o consultas al personal de la organización auditada. Tabla 8. Consideraciones del levantamiento de información
Inspección visual Tipo de equipo y uso Potencia, la cual se puede obtener de la placa del equipo y si esta no es legible, se puede solicitar la ficha técnica o registrar la marca y modelo para buscar la información Fuente energética utilizada Equipos de generación, transformación, distribución y uso final de sistemas, y los componentes de medición y control que pertenecen a este Interacción entre los distintos equipos que componen los sistemas Calidad y estado de equipos e instalaciones Intervenciones en la instalación para levantamiento de detalles que no estén a la vista
Consultas al personal Frecuencia y horas de uso diarias, diferencia de su ocupación entre días hábiles y no hábiles, semanales y/o mensuales Parámetros de operación y su variación en el tiempo Antecedentes de sistemas de control y lógica operacional Aspectos del mantenimiento que puedan afectar el consumo energético de los equipos y sistemas Validación de la información obtenida por inspección visual
Esta información se debe levantar para todos los equipos y sistemas presentes, y debe ser complementada con información que es particular según los sistemas existentes en la instalación. Así, para completar su caracterización se debe identificar: Envolvente
Materialidad de muros, techos y suelos Existencia de control de ganancia externo y orientación de fachadas Tipo de puertas y ventanas, estado de sellos, existencia de infiltraciones
Suministro de agua
Los sistemas de Climatización, Suministro de agua e Iluminación suelen ser relevantes en el análisis energético de edificios.
Existencia de sistemas hídricos eficientes en los puntos de consumo Instrumentación existente (manómetros, termómetros y/o flujómetros)
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3
Verificar existencia de SST y caracterizar aporte térmico
Climatización
En caso de aplicar mediciones, registrar el área de radiadores y sus temperaturas de entrada y salida, para estimar el consumo térmico de estos
Iluminación
Equipos auxiliares como ballast, arrancadores, condensadores, entre otros que incidan en el consumo energético Existencia de control centralizado, timers, sensores de movimiento o modulación de la iluminación Oportunidades de iluminación natural
Transporte vertical
Existencia de recuperación de energía u operación bajo demanda
Servicios
Es importante levantar las mejoras que ya fueron implementadas, además de los sistemas de control existentes para cuantificar correctamente su potencial de eficiencia
Generación y uso de vapor (temperatura, presión), directo o indirecto Generación, distribución y uso de aire comprimido Uso de piscinas temperadas, determinar volumen, temperatura del agua, temperatura del ambiente, si se cubren en periodos de desuso. Entre otros
En el Anexo 3, se presentan planillas de ejemplo para el levantamiento de información.
3.1.2 Medición del uso de la energía Nivel 0
Nivel 1
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Las mediciones tienen como objetivo evaluar el desempeño de los sistemas energéticos con mayor precisión, de acuerdo al alcance acordado con la organización auditada y el plan de trabajo en terreno elaborado. La Tabla 8, muestra algunas mediciones que aplican a los distintos sistemas de consumo, separadas por mediciones de sistemas eléctricos y térmicos.
3
Sistema Solar térmico
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Tabla 9. Instrumentos, variables y finalidad de las mediciones Equipos y/o sistema a caracterizar
Variable a medir Voltaje, frecuencia, corriente, 4 potencia, FP , armónicos y/o THD
Equipos y sistemas eléctricos
Voltaje, corriente, potencia y FP
Instrumentos o sistema de medición a utilizar
Punto sugerido de medición
Tipo de registro
Uso de la medición
Analizador de redes
Registrador de consumo
Continuo
Tablero eléctrico general, protección en tablero eléctrico del equipo o sistema
Continuo
Voltaje y/o corriente
Equipos y sistemas térmicos para uso de ACS, ACC o servicios particulares
Envolvente térmica
Climatización
4
Puntual Salida y/o retorno por equipo y/o sistema, tramos de piping.
Caudal
Flujómetro
Temperatura
Termómetro infrarrojo Termómetro de contacto Cámara termográfica
Salidas y retornos a consumo
Manómetro
Salidas, retorno de consumo y línea de distribución, además en succión y descarga de bombas
Presión
Equipos de combustión
Amperímetro
Continuo Puntual
Caracterización de potencia y consumo energético
Verificación de condiciones óptimas de operación para equipos consumidores y generadores Verificación de pérdidas en circuitos
Puntual /continuo Puntual
Puntual
Composición de gases de escape
Analizador de gases
Flujos de energía térmica Infiltraciones o renovaciones de aire Temperatura ambiental Humedad ambiental Medición calidad de aire (PPM CO, CO2)
Cámara termográfica
Escape de caldera/calderines/g enerador/ motor a combustión Superficies externas de la edificación
Blower door
Puertas por sector
Continuo
Termómetro
Zona a verificar
Puntual
Higrómetro
Zona a verificar
Puntual
Puntual /continuo Puntual
Zona a verificar
Evaluación de cumplimiento con normativa Eficiencia de combustión
Análisis de envolvente Evaluación de cumplimiento con normativa
Evaluación de confort higrotérmico Evaluación de cumplimiento con normativa
Medidor calidad el aire
Medición para análisis de calidad de energía Análisis de facturación Caracterización de potencia y consumo energético de equipos o sistemas Medición para análisis de calidad de energía Análisis de facturación Caracterización de potencia y consumo energético de equipos o sistemas Caracterización de potencia y consumo energético de equipos con operación de potencia constante
Puntual
Factor de potencia
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20
Equipos y/o sistema a caracterizar
Instrumentos o sistema de medición a utilizar
Punto sugerido de medición
Iluminancia
Luxómetro
Puestos de trabajos, pasillos, oficinas, etc.
Puntual
Potencia
Amperímetro
Conexión eléctrica luminaria que incluya equipo auxiliar
Puntual
Variable a medir
Sistema de iluminación
Aire comprimido y/o vacío
Presión
Motores
Aceleración y velocidad en distintos ejes
Conexionado interno en tableros eléctricos Realización de planimetría básica Realización de planimetría detallada
Manómetro
Tipo de registro
Uso de la medición
Línea de distribución
Puntual
Medidor de vibraciones
Eje del motor
Puntual
Temperatura
Cámara termográfica
Tablero general y de distribución
Puntual
Longitudes
Distanciómetro /odómetro
Zona a caracterizar
Longitudes
Escaner 3D o similar
Zona a caracterizar
Vacuómetro
Evaluación de confort lumínico Evaluación de cumplimiento con normativa Obtención de factor de equipo auxiliar Caracterización de potencia y consumo energético Evaluación de pérdidas en la línea Evaluación del nivel de mantenimiento y pérdidas por falta de alineación de ejes
Detección de irregularidades en conexiones, u sobrecarga de componentes
Puntual
Análisis de sistemas y equipos
Continuo
Análisis de sistemas y equipos
Según se definió previamente en el plan de trabajo en terreno, se puede identificar un ciclo representativo que puede ser diario y que se repita independiente del día de la semana como podría ocurrir en retail, o un ciclo semanal y que se diferencia en días hábiles y no hábiles, como en el caso de educación u oficinas. Adicionalmente, se debe considerar la influencia de la estacionalidad del año en que se efectúa la medición, como puede ocurrir al caracterizar sistemas de climatización en que la demanda suele ser distinta en periodos de invierno y verano. Identificar este ciclo del consumo de energía como referencia para definir los periodos de medición de las variables, permite obtener data representativa que se pueda procesar en base a un sistema de extrapolación para llevarlo a consumos mensuales y anuales.
3.2 Tratamiento de información y análisis de situación actual En esta actividad se procesa toda la información entregada por la organización y obtenida durante el trabajo en terreno para determinar el escenario actual del consumo energético. Durante el tratamiento de información, el conocimiento de las instalaciones por parte de la organización auditada será clave para identificar errores u omisiones en los datos trabajados, identificando brechas que se deban abordar por medio de nuevas visitas a terreno, mediciones o comprobación de antecedentes con la organización auditada según sea requerido.
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21
Para la obtención de conclusiones consistentes respecto a la situación actual del consumo energético, es necesario definir el periodo de evaluación que será utilizado para todos los análisis, habitualmente corresponde a un periodo de 12 meses.
3.2.1 Análisis de equipos y sistemas √
Nivel 0
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
a. Caracterización de demanda y consumo energético Información requerida:
Nivel 0 y 1
Datos técnicos de equipos Horas de uso Factor de carga Lógica operacional
Niveles 2 y 3
Datos técnicos de equipos Horas de uso Factor de carga Lógica operacional Mediciones
La caracterización de la demanda energética es la determinación del nivel de potencia requerida e instalada. Es de utilidad para la obtención del consumo energético de los equipos y la evaluación técnica de MMEE. Por otra parte, la caracterización del consumo energético es la obtención de la cantidad de energía consumida por cada equipo o sistema. Es de utilidad para el análisis de
distribución de potencia, energía y balance de energía. Para desarrollar la caracterización de la demanda, se debe diferenciar el tipo de operación del equipo, dando prioridad a los equipos que representen un uso significativo de la energía para la institución. El tipo de operación puede ser:
Operación a potencia nominal: solo cuenta con accionamiento de encendido y apagado. El valor a utilizar es la potencia indicada en los datos técnicos, o para casos más detallados (como auditorias nivel 2 y 3), corresponde al punto de operación de consumo que se obtiene por medio de mediciones.
Operación a potencia modulada: el equipo tiene accionamiento de encendido, 5 apagado y regulación de potencia. El FC puede mantenerse constante o cambiar durante la operación por regulación directa o indirecta. El valor a utilizar se obtiene a partir de: o Estimación de los FC en base a los antecedentes recopilados durante el trabajo en terreno, definiendo si son valores constantes durante la operación o existen variaciones que puedan caracterizarse bajo rangos o promedios. En este caso se deben asociar horas de operación para cada FC estimado. o Obtención directa por medio de medición del consumo de energía en un intervalo de tiempo representativo, con ello se obtiene con precisión un perfil de demanda, que detalla el FC en el tiempo como en la Ilustración 2.
5
FC: Factor de carga, representa la fracción entre la energía consumida en un periodo y la potencia nominal multiplicada por las horas del mismo periodo
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22
Potencia eléctrica [kW]
Suele utilizarse para equipos con un uso significativo de la energía y es de utilidad para conocer la demanda mínima, máxima, promedio y evaluar la presencia de irregularidades respecto del consumo esperado de acuerdo a los antecedentes de la caracterización del equipo.
Perfil de demanda horaria [kW]
8 6 4 2 0
Ilustración 1. Perfil de carga de un equipo con operación a potencia modulada
Luego, para determinar el consumo energético se debe utilizar la caracterización de la demanda y las horas de operación totales del equipo durante el periodo de evaluación. Si es necesario, se pueden realizar ajustes del consumo diferenciando horas de operación o niveles de FC para distintos ciclos de uso que se identifiquen dentro del periodo de evaluación total del consumo, por ejemplo, diferenciando entre verano e invierno, cuando la estacionalidad afecta el consumo de un equipo de climatización, o considerando periodos de alta o baja demanda cuando es posible diferenciar niveles de ocupación de la edificación. La Tabla 10, muestra un ejemplo donde se sistematiza y procesa la información previamente descrita para obtener los consumos energéticos de equipos de iluminación, 6 en los cuales se incluye un Factor de equipo auxiliar necesario para obtener la potencia total del equipo cuando cuenta con un equipo auxiliar para su funcionamiento, su valor se puede estimar de acuerdo a la caracterización técnica de los equipos o por medio de la medición de potencia efectuada en la luminaria. Tabla 10. Ejemplo obtención de consumo anual Sector Detalle del de sector edificio Piso 1 Piso 2 Piso 3
Equipo
Fluorescente 3xT8 Fluorescente Baños compacta Salas de Fluorescente reuniones 3xT8 Oficinas
Potencia por lámpara [W]
Factor Potencia de total equipo [kW] auxiliar
Cantidad
36
51
1,1
24
10
36
38
Horas de uso [hrs]
Factor de carga
Consumo anual [kWh/año]
Sistema asociado
6,06
9
50%
6.816,15
Iluminación
1,0
0,24
3
100%
180
Iluminación
1,25
5,13
3
75%
2.885,63
Iluminación
Potencia total sistema [kW]
9,85
Energía total sistema [kWh/año]
9.881,78
6
Cociente entre la potencia que consume el conjunto luminaria-equipo auxiliar y la potencia nominal de la luminaria
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23
b. Análisis de sistemas Información requerida:
Nivel 1
Caracterización de equipos Caracterización de sistemas
Niveles 2 y 3
Caracterización de equipos Caracterización de sistemas Mediciones
Es la representación de las instalaciones por medio de esquemas, planimetrías y/o diagramas que permitan identificar los aspectos específicos en cuanto a interacción de equipos y componentes, y/o distribución en el espacio. Es útil cuando esta información no existe o no está actualizada, y es necesaria para evaluación técnica de las MMEE que se prioricen para estudios de mayor nivel de detalle. Estos pueden abarcar todas las instalaciones, sistemas particulares o secciones de sistemas que sean de interés y utilidad para los objetivos de la auditoria. 7
De manera particular, los sistemas térmicos se representan mediante un diagrama P&ID , y los sistemas eléctricos por medio de diagrama unilineal. La Ilustración 2, muestra un ejemplo de diagrama P&ID. ACC Piso 1
Sistema de ACC TI
ACC Piso 2
ACC Piso 3
PT TT Manifold - Envio
Sistema de ACS ACS ACS Piso 3 ACS Piso 2 Piso 1
ACS Piso 3 ACS Piso 2 ACS Piso 1
Caldera
ACC ACC ACC ACC Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4
PT
TT
Manifold Envió TT
Manifold - Retorno
Vaso de expansión
Sistema de autorelleno
Termotanque
Red de AFS
Manifold Retorno
Ilustración 2. P&ID sistemas térmicos
7
Diagrama de tuberías e instrumentación (Piping and Instrumentation Diagram)
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24
c. Nivel 0
Análisis de normativas y referencias de buenas prácticas Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3
Información requerida: Niveles 2 y 3
Mediciones de envolvente térmica Mediciones de climatización Mediciones de iluminancia
Según el alcance acordado entre las partes, se puede realizar un análisis de las brechas que existen entre las instalaciones del edificio y lo exigido en normativas nacionales o las recomendaciones que aplican a algunos sistemas de edificación: Envolvente: Se puede realizar un análisis de la envolvente utilizando la inspección visual del levantamiento de información de la envolvente, planos y diagramas de otras especialidades (constructivas) de la información requerida, además de mediciones termográficas y de infiltraciones. Esta información puede contrastarse con las normas 8 OGUC del Ministerio de vivienda y urbanismo, además de las consideraciones de 9 eficiencia energética de la dirección de arquitectura del Ministerio de obras públicas . Climatización: Se puede realizar un análisis de confort higrotérmico, utilizando las mediciones de temperatura ambiente y calidad del aire. Lo anterior, para verificar el funcionamiento de los sistemas de climatización y renovación de aire. Se debe contrastar con el Decreto Supremo 594, las consideraciones de eficiencia energética de la dirección de arquitectura del Ministerio de obras públicas antes mencionadas, y también pueden considerarse valores de referencia del Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE). Iluminación: Se puede realizar un análisis lumínico contrastando la inspección visual del levantamiento de información de equipos, y las mediciones de iluminancia realizadas con luxómetro, con el Decreto Supremo 594. Para niveles más avanzados y según los alcances de la AE, se pueden realizar simulaciones para sistemas lumínicos que permiten analizar con mayor precisión los niveles de iluminancia. Un ejemplo de ello se muestra en la Ilustración 3.
8
Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones Términos de referencia estandarizados con parámetros de eficiencia energética y confort ambiental, y manual de diseño pasivo y eficiencia energética en edificios públicos 9
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25
Ilustración 3. Ejemplo de simulación lumínica
De acuerdo a la conformidad existente respecto a la normativa o referencia para la evaluación del sistema, se pueden determinar los requerimientos de mejora particulares a cada sistema que aseguren el confort térmico y lumínico de las instalaciones. Para otras referencias de normativas o guías, se puede revisar en Anexo 4. De ser requerido, se recomienda realizar análisis de brechas para el cumplimiento de las exigencias y/o recomendaciones de estos documentos.
3.2.2 Distribución y balance energético Nivel 0
√
Nivel 1
√
√√
Nivel2
Nivel 3
√√√
a. Distribución de potencia y energía Información requerida: Niveles 0 y 1
Facturación energéticos Consumo energético equipos
Niveles 2 y 3
Facturación energéticos Consumo energético equipos Mediciones
La cuantificación de la potencia instalada de los sistemas de la edificación permite obtener la proporción de potencia de cada sistema respecto la potencia instalada total. Esta distribución es útil para la evaluación de MMEE en el dimensionamiento de equipos. En base a la distribución de potencia de los sistemas, y en conjunto con caracterización de los equipos y sistemas se obtiene la distribución de energía, que es útil para la identificación de los sistemas de mayor impacto en el consumo total de la edificación, para dar prioridad a su revisión y análisis en la identificación de MMEE.
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26
El consumo energético se analiza generalmente para un período anual, algunos criterios y ejemplos para la agrupación de consumos son los siguientes: Suministro energético: electricidad, gas licuado y diésel Zonificación: piso 1, piso 2, piso 3, desagregados en salas, pasillos y baños Sistemas por suministro energético: climatización, transporte vertical, iluminación y suministro de agua Equipos de cada sistema: radiadores, splits y calefactores eléctricos en climatización; bulbo incandescente, tubo fluorescente y foco LED en iluminación
o o o o
Esta distribución se puede presentar gráficamente, como en el ejemplo de la Ilustración 4, barras apiladas u otros de conveniencia.
Distribución de potencia eléctrica
Distribución de energía eléctrica 11%
14%
6% 46%
11%
9% 53%
5%
7% 9%
16% 13%
Climatización
Equipos de oficina
Climatización
Equipos de oficina
Suministro de agua
Transporte vertical
Suministro de agua
Transporte vertical
Cocina
Iluminación
Cocina
Iluminación
Ilustración 4. Gráficos de distribución de potencia y energía eléctrica
Para validar estos resultados, es conveniente realizar una comparación con los consumos obtenidos de la facturación energética, para así calcular el porcentaje de error existente y diagnosticar errores u omisiones el análisis de sistemas y equipos.
b. Diagrama de Pareto Información requerida: Nivel 1, 2 y 3
Distribución de consumo energético
El diagrama de Pareto es una forma gráfica de representar la distribución de consumo energético, que organiza datos en forma decreciente, indicando el porcentaje acumulado (de izquierda a derecha) de los sistemas consumidores de la edificación. Esté análisis es útil para conocer los sistemas que representan aproximadamente el 80% del consumo, donde las oportunidades de MMEE generan mayores ahorros energéticos. El análisis puede desarrollarse bajo diversas consideraciones, por ejemplo para analizar el costo
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27
Diagrama de Pareto
60
80%
50 40
89%
30
53%
20
120% 100% 95% 100% 80% 60%
69%
40%
10
20%
-
Porcentaje [%]
Energía eléctrica anual [MWh/año]
energético, se puede presentar el diagrama en base a los sistemas que representen el mayor gasto financiero en la edificación. Se muestra un ejemplo del Diagrama de Pareto en la Ilustración 6.
0%
Sistema de consumo Ilustración 5. Gráfico de Pareto para consumos por sistema
Del ejemplo anterior, se aprecia que los primeros tres sistemas (Climatización, Equipos de oficina e Iluminación) corresponden al 80% del consumo energético total de la edificación, por lo que, en primera instancia, el enfoque de la AE se centraría en su revisión para la identificación de MMEE. c.
Balance de energía: Diagrama Sankey
Información requerida: Nivel 1
Caracterización equipos y sistemas Consumo energético equipos Consumo energético sistemas Facturas energéticos
Niveles 2 y 3
Caracterización equipos y sistemas Consumo energético equipos Consumo energético sistemas Facturas energéticos
Es una representación gráfica de los flujos de energía desde la fuente hasta el uso final, incluyendo los procesos de generación, transformación y las pérdidas de energía, como se visualiza en la Ilustración 6. Este diagrama es útil para cuantificar los aportes de cada fuente al suministro energético de los sistemas o usos finales, e identificar puntos donde existe energía residual que podría ser recuperada. Utilizando la distribución de energía, por fuente y por uso, se debe considerar el total de suministros energéticos del periodo de referencia y luego, definir para todos los sistemas, el aporte de cada energético al consumo total. Por otra parte, se deben incluir las pérdidas estimadas según la eficiencia de los equipos y sistemas, junto con las que puedan existir en la distribución.
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28
Ilustración 6. Ejemplo de diagrama de Sankey [MWh/año]
3.2.3 Línea base Nivel 0
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Información requerida: Nivel 2
Facturación energéticos Información requerida de variables del consumo energético
Niveles 3 y 4
Facturación energéticos Información requerida de variables del consumo energético Mediciones variables del consumo energético
La línea base busca establecer un comportamiento y nivel de consumo referencial frente a las futuras modificaciones. En términos generales, se desarrolla una correlación entre el consumo energético y una o más variables que expliquen su comportamiento, lo anterior a partir de la situación actual para evaluar el consumo energético en periodos futuros. Para esta correlación se suelen usar 12 meses convenientes y representativos del consumo, en términos de que no exista una gran distorsión por factores ajenos al modelo definido, o sean fácilmente aislables del análisis. Esto se define como el periodo de referencia de la línea base.
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Es de utilidad para realizar seguimiento y proyección del consumo energético, además permite la verificación de ahorros cuando se implementan MMEE. Lo anterior, puede ser necesario para toda la edificación o un sistema particular de este, y en función de ello se define el límite de medida de la línea base. El análisis debe incluir un periodo completo de funcionamiento, que refleje las variaciones máximas y mínimas del consumo energético del límite de medida, por lo que es habitual que al realizar una línea base del total de la edificación se utilicen los datos de facturación de 12 meses consecutivos. Adicionalmente, es necesario contar con data suficiente de las variables que podrían explicar el nivel de consumo energético dentro de ese mismo periodo de tiempo.
Variables con correlación
Variables sin correlación 40
35 30 25 20 15 10
y = -853,23x + 32203 R² = 0,3843 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 Variable independiente
Energía Eléctrica [MWh]
Energía Eléctrica [MWh]
Con lo anterior, se realiza un diagrama de dispersión, como en la ilustración 7, donde el consumo energético se grafica como la variable dependiente en el eje y, luego la variable independiente que explica el consumo se grafica en el eje x. Cuando el análisis de correlación es adecuado como en el segundo ejemplo de la Ilustración 7, se obtiene una función, que al ingresar data de la variable estudiada entrega el consumo energético bajo esas condiciones. En pocas ocasiones se puede obtener una línea base con el estudio de solo una variable, por lo que es necesario realizar análisis correlación multivariable, lo que también permite tener una línea base más representativa.
40 35 30 25 20 15 10
y = -1075,8x + 34235 R² = 0,8014 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 Variable independiente
Ilustración 7. Gráficos de dispersión para el análisis de correlación
En edificación, las principales variables de consumo usadas son climatológicas, tales como temperatura media, grados día de calefacción (HDD) o de enfriamiento (CDD), además de la ocupación, usualmente medida en cantidad de trabajadores, alumnos, pacientes, según sea el caso. También, se pueden considerar variables estáticas como tipo de equipo, tiempo de trabajo, entre otros. Un ejemplo de línea base se muestra en la Ilustración 8, donde en el primer gráfico se visualiza el consumo real en un periodo de tiempo y el estimado a partir de la fórmula obtenida en el análisis de correlación de línea base y la data de la variable que condiciona el consumo energético. En el segundo gráfico, se visualizar el consumo proyectado a partir de la línea base y el consumo estimado al implementar una MMEE lo cual muestra los ahorros obtenidos en base a la diferencia entre ambas.
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Proyección de ahorro energético Energía eléctrica [kWh]
Energía eléctrica [kWh]
Proyección de consumo energético 35,000 33,000 31,000 29,000 27,000 25,000 23,000
Consumo real
21,000
33,000 31,000 29,000 27,000 25,000
Línea base
23,000
Consumo estimado (c/MMEE)
21,000
Línea base
19,000
35,000
19,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Meses del año
Meses del año
Ilustración 8. Línea base para proyección de consumo y para estimación de ahorros
En la implementación de MMEE se suele desarrollar un plan de medición y verificación en base al Protocolo Internacional de Medida y Verificación (PIM&V), ya que permite realizar un seguimiento exhaustivo y revisión de los cambios que puedan afectar la línea base obtenida y realizar los ajustes necesarios para verificar los ahorros generados luego de la implementación.
3.2.4 IDE y análisis comparativo Nivel 0
√
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Información requerida: Niveles 0 y 1
Facturación energéticos Información de instalaciones Información requerida de variables del consumo energético Variables identificadas en línea base
Niveles 2 y 3
Facturación energéticos Información de instalaciones Información requerida de variables del consumo energético Medición de variables del consumo energético Variables identificadas en línea base
Son datos numéricos a modo de ratio o indicador, que permiten cuantificar el desempeño energético actual respecto a variables que influyen en este para determinar su evolución en periodos futuros. Es útil para identificar rápidamente potenciales de mejora, al comparar el desempeño energético de la organización auditada con estándares de edificaciones de similares características, otras instalaciones de la organización, y otras organizaciones de su sector. Junto con esta comparación, su simpleza permite hacer seguimiento del comportamiento de consumo y de MMEE que se implementen. Para la obtención de indicadores de desempeño energético se deben identificar:
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31
•
•
•
Los elementos que serán parte del estudio de desempeño, que puede abarcar aspectos generales de toda la edificación o indicadores particulares para zonas de la edificación, sistemas o equipos. Las variables que determinan o condicionan el consumo energético del elemento en estudio y de los cuales se cuenta con data para realizar el análisis. Es útil incluir para el desarrollo de indicadores las variables obtenidas en la línea base. Los ratios que den cuenta del desempeño energético respecto a las variables identificadas, lo más comunes para edificación son: 2 o kWh/m (energía sobre metros cuadrados construidos) 3 o kWh/m (energía activa sobre volumen de agua impulsado) o kWh/persona (energía activa sobre pacientes, estudiantes, trabajadores, entre otros)
Cuando se identifican variables útiles para la obtención de indicadores, pero no existe data suficiente, se puede sugerir a la organización auditada que inicie el registro de la variable de interés que permita generar posteriormente el IDE requerido. Por su parte, el análisis comparativo se puede desarrollar en base a:
•
Estándares internos, en base a indicadores ya existentes de la misma edificación o de otras edificaciones de la organización auditada con similares características. Para indicadores desarrollados a partir de la línea base se desarrollan los siguientes análisis o Indicador de desempeño energético en base 100: Indica mes a mes la deviación del valor real de consumo versus el valor de la línea base. Si el valor es mayor a 100% indica mejora en eficiencia y valores por bajo empeoramiento de la eficiencia. 10 o Indicador de tendencia de desempeño energético (CUSUM ): Es un indicador acumulativo, donde cada mes se calcula la diferencia entre los consumos reales y la línea base, para visualizar los efectos de mejora y empeoramiento del desempeño. Estándares externos, a través de información de entidades pertinentes.
Para llevar un control del desempeño energético en el tiempo por medio de los IDE desarrollados, se debe sugerir el registro de data de las variables incluidas en estos para lograr un seguimiento adecuado de su evolución que permita tomar acciones frente a los resultados que se obtengan en el tiempo. A continuación, se muestra un ejemplo de IDE, que refleja el comportamiento del consumo energético por superficie construida:
10
Gráficos de control de sumas acumuladas
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Indicador 1 [kWh/m2]
IDE 1 [Energía consumida/superficie construida]
55 50 45 40 35 30 25 20
kWh/m2 Consumo óptimo
Período Ilustración 9. Ejemplo de IDE 1 [energía consumida/superficie construida]
3.2.5 Análisis de facturación Nivel 0
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Información requerida:
Nivel 1
Facturación energéticos Pliego tarifario vigente
Niveles 2 y 3
Facturación energéticos Mediciones Pliego tarifario vigente
Según el tipo de energético, la facturación contiene la siguiente información:
Facturaciones de electricidad o Tipo de tarifa eléctrica o Consumo de energía mensual (kWh/mes) o Consumo de potencia mensual, según tarifa en demanda máxima leída en hora de punta, demanda máxima de potencia suministrada o leída, potencia contratada (kW/mes) o Costo de la energía ($/kWh/mes) o Costos asociados a las diversas potencias ($/kW/mes) o Multas por mal uso del factor de potencia o sobreconsumo de energía reactiva ($/mes) o Cargos por incumplimiento de consumos mínimos o máximos ($/mes) o Cargos del tipo fijos, reliquidaciones, ajustes por cobros de no lectura, por uso del sistema de trasmisión y servicios públicos ($/cargo) Facturaciones de combustibles 11 o Volumen o masa de consumo del combustible o Costo del combustible ($/volumen o masa del combustible)
11
Los combustibles derivados del petróleo crudo se cuantifican en litros (l) o metros 3 cúbicos (m ). Combustibles de biomasa se presentan en unidad de masa o volumen: Pellet en unidad de masa (Kg), leña se caracteriza bajo distintas unidades de masa o volumen que son proporcionales entre ellas, pero no exactas para obtener el aporte calorífico ya que varían en nivel de humedad, grado de homogeneidad, tipo de fuente vegetal, entre otros.
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o
Factores de corrección (para el caso de GN se debe considerar el factor de ajuste de la medición de volumen por efectos del uso de un medidor de consumo)
Para los análisis siguientes se debe verificar que se cuenta con la facturación de mínimo 12 meses de los distintos puntos de suministro de energético que se identificaron durante la caracterización de sistemas. a. Desglose de costos de facturación Es la representación gráfica de los costos que incluye la facturación que permite evaluar su comportamiento en el tiempo y la relevancia de cada uno dentro del costo total de energía como se muestra en la Ilustración 10 para una facturación eléctrica, donde se observa por ejemplo que los principales cargos son por consumo de energía y que se ha presentado una multa por mal factor de potencia que ha ido en aumento.
Desglose costos facturación eléctrica $ 8,000,000
Reliquidación 2 [$]
Costo [$]
$ 7,000,000 $ 6,000,000
Cargo por Potencia HP [$]
$ 5,000,000
Cargo por Potencia [$]
$ 4,000,000
Otros: Cargo Fijo, Cargo por uso ST, Arriendo Medidores, etc. Cargo por Energía [$]
$ 3,000,000 $ 2,000,000
Factor de Potencia
$ 1,000,000 $E
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Meses Ilustración 10. Gráfico de costos de facturación eléctrica
Es de utilidad para identificar si la mayor parte del costo se atribuye al cargo por energía o potencia y si existen cobros por concepto de multas. Con lo anterior, se pueden evaluar acciones que permitan disminuir los cargos o evitar multas existentes. b. Análisis de tarifa eléctrica Es una evaluación de los costos por consumo eléctrico que se tendrían para las distintas opciones de tarifa reguladas que existen, utilizando los parámetros de consumo de energía y potencia eléctrica que registran las últimas 24 facturas eléctricas. Es útil para identificar si existe una tarifa regulada de menor costo económico para la organización auditada en base al consumo de referencia en comparación a la utilizada actualmente. Cuando la facturación actual no entrega el detalle necesario para la evaluación de tarifas, como el valor de potencia dentro y fuera de horario punta, es necesario realizar supuestos sobre la información faltante que deben ser comunicados a la organización auditada. Si no están disponibles las 24 últimas facturas consecutivas, se puede realizar
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un análisis con un mínimo de las últimas 12. Si se efectuaron mediciones en tableros de distribución se utiliza el registro de estas variables para el análisis tarifario. Las opciones tarifarias son las siguientes
Tarifas residenciales: o BT-1a y BT-1b o TRAT-1,TRBT-2, TRAT-2, TRBT-3 y TRAT-3 Tarifas no residenciales: o BT-2 y AT-2 o BT-3 y AT-3 o BT-4.1 y AT-4.1 o BT-4.2 y AT-4.2 o BT-4.3 y AT-4.3 o BT-5 y AT-5
En cada una de las tarifas se define bajo qué parámetros se realizan los cobros a los clientes que las utilizan, y a partir de esta regulación cada empresa distribuidora genera su pliego tarifario en que se indica los costos que perciben usuarios a los que suministra energía.
Consumo total anual [$/tarifa]
El resultado del análisis se puede presentar como en la ilustración 11, donde se concluye que existe una tarifa más conveniente que la contratada actualmente. En caso de que el cambio de tarifa incluya un cambio de BT a AT, como en el ejemplo, se debe considerar los costos del proyecto eléctrico para la implementación de un transformador para el nuevo nivel de tensión en que se suministrará la electricidad.
Evaluación de tarifa eléctrica $ 14,000,000 $ 12,000,000 $ 10,000,000 $ 8,000,000
Tarifa actual BT-4.1
$ 6,000,000
Tarifa AT-3evaluada
$ 4,000,000
Tarifa recomendada AT-4.1
$ 2,000,000 $-
Tipo de tarifa eléctrica Ilustración 11. Gráfico de análisis tarifario
Si se cumplen los requisitos que impone el marco legal en términos de potencia conectada al empalme, existirá la opción de optar por un régimen de tarifa de cliente libre, que corresponde a una negociación entre el cliente y la empresa suministradores (generadores y distribuidores de electricidad), donde se establece una nueva metodología de cobro por consumo de energía eléctrica y registros de potencia. Esta negociación permitirá acceder a un costo total menor a los que permiten las tarifas reguladas. Para considerar esta alternativa la organización auditad debe cumplir con las
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condiciones señaladas en la Ley General del Servicio Eléctrico, Ley 20.805, articulo N° 149 del DFL N°4/06. c. Precio monómico de la energía eléctrica Es la valorización del consumo eléctrico en un precio único, por medio del cociente entre el costo total por la compra de la energía y potencia, dividido por la energía total consumida y se expresa en unidad monetaria/energía ($/kWh). Es de utilidad para la evaluación económica de MMEE que se vean reflejadas en ahorros económicos para casos donde se reducen los consumos de energía y potencia de la edificación en cuestión. Tabla 11. Ejemplo obtención del precio monómico
Mes
Consumo [kWh]
Cargo por Energía [$]
Cargo por Potencia FHP [$]
Precio Monómico [$/kWh/mes]
Cargo por Potencia HP [$]
Precio de la energía [$/kWh/mes]
Enero
49.350
$
3.436.141
$
269.969
$
663.998
$
88,6
$
69,6
Febrero
46.200
$
3.216.814
$
218.567
$
664.501
$
88,7
$
69,6
Marzo
34.050
$
2.385.833
$
248.376
$
483.950
$
91,6
$
70,1
Abril
40.500
$
2.845.934
$
149.215
$
520.534
$
86,8
$
70,3
Mayo
40.800
$
2.916.822
$
129.375
$
603.343
$
89,4
$
71,5
Junio
58.950
$
4.234.570
$
110.066
$
745.893
$
86,4
$
71,8
Julio
51.150
$
3.678.494
$
286.249
$
786.941
$
92,9
$
71,9
Agosto
46.950
$
3.387.046
$
285.733
$
610.693
$
91,2
$
72,1
Septiembre
51.400
$
3.722.615
$
291.076
$
635.072
$
90,4
$
72,4
Octubre
52.150
$
3.790.409
$
322.367
$
729.379
$
92,9
$
72,7
Noviembre
51.900
$
3.810.126
$
289.888
$
635.081
$
91,2
$
73,4
Diciembre
63.750
$
4.742.220
$
321.409
$
775.946
$
91,6
$
74,4
587.150
$ 42.167.024
$
2.922.290
$
7.855.331
$
90,1
$
71,7
Total anual
Promedio 3.2.6 Análisis de calidad de energía Nivel 0
Nivel 1
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Información requerida: Nivel 2
Medición básica frecuencia, voltaje y FP
Nivel 3
Medición avanzada frecuencia, voltaje, FP y THD
Esté análisis corresponde a una verificación del cumplimiento de los parámetros de suministro y consumo eléctrico de acuerdo a la Ley General de Servicios Eléctricos, Decreto 237. Se puede diferenciar en calidad de energía suministrada y consumida, la primera es responsabilidad de la empresa distribuidora y la segunda de la edificación.
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36
Para evaluar la energía suministrada se estudia la frecuencia y voltaje, para la consumida se evalúa el FP y THD. Se pueden representar gráficamente estableciendo los límites de acuerdo a la norma junto con el registro de la medición de esa variable, para visualizar si sobrepasan estos parámetros o se encuentran cercanos a ellos. Un ejemplo de lo anterior se muestra en la tabla 6 Tabla 6. Ejemplo de Análisis de calidad de energía
Voltaje:
- El voltaje se encuentra dentro de lo que exige la normativa -
No existen irregularidades comportamiento del voltaje
en
el
Voltaje fase neutro [V]
Medición de voltaje
Rango permitido: ±7,5% respecto al valor nominal (220V)
240 230 220 210 200 1
31
61
91 121 151 181 211 241 Horas
Máximo
THD Voltaje:
- La distorsión armónica de voltaje se encuentra dentro de lo que exige la normativa - Existe un peak de THD que se aproxima a los 8% que permite la norma, se recomienda evaluar anomalía
10 THD V [%]
Rango permitido: THD V menor a 8%
Mínimo
Distorsión armónica total por fase
5 0 THD V F1-N [%]
Horas
THD V F3-N [%]
Si los datos son obtenidos de una medición con un registrador de consumo se puede definir si las variables registradas se encuentran dentro de la norma y en el caso que se evidencie incumplimiento de esta, solo se podrá informar al respecto, pero no se cuenta con información necesaria para la evaluación de medidas que permitan corregir o identificar el problema.
THD V F2-N [%] Máximo [%]
El THD cuantifica la distorsión que generan en el suministro eléctrico, las cargas conectadas a este. Valores altos causan perturbaciones indeseadas en equipos y componentes del sistema eléctrico.
En una evaluación con medición de un analizador de redes, si el factor de potencia se encuentra fuera de norma, los datos obtenidos permiten el dimensionamiento de la solución como la instalación de un banco de condensadores lo que permite compensar la energía reactiva para evitar las multas por mal factor de frecuencia. En el caso de alteración en THD, es de utilidad la revisión de las mediciones de armónicos que permitan caracterizar los niveles armónicos que permiten dimensionar soluciones, como filtros pasivos, aislamiento para transformadores, filtros R-L-C, entre otros.
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37
3.2.7 Demanda de Potencia Eléctrica (DPE) y Demanda de Potencia Térmica a nivel de Energía Útil (DPTEU) Nivel 0
Nivel 1
Nivel 2
Nivel 3
√√√
Información requerida: Nivel 3
Línea base Facturaciones energéticos Mediciones
Es la obtención de la curva de potencia eléctrica y térmica horario a nivel anual de la edificación. Es de utilidad para el dimensionamiento de equipos, ya que describe las condiciones de operación y el perfil de uso que este tendrá de manera detallada. Para construir el perfil de demanda, se utilizan mediciones que caractericen las variaciones en el consumo para un ciclo de menor tiempo, como los días hábiles y no hábiles en el caso edificación. Posteriormente se proyectan los consumos de acuerdo a la línea base, la cual refleja los cambios en el consumo para el ciclo completo. Lo anterior, permite llevar el perfil de demanda a un periodo mensual, y luego a uno anual.
Demanda eléctrica [kWh/día]
En la Ilustración 12 e Ilustración 13, se muestra de manera gráfica un ejemplo de demanda eléctrica y térmica de una edificación de oficinas comerciales, donde cada una se diferencia entre día hábil y no hábil. 1500
Demanda eléctrica anual
1000 500 0
Energía Eléctrica [kWhe/día] Día Hábil
Energía Eléctrica [kWhe/día] Día No Hábil
Ilustración 12. Demanda eléctrica diaria para cada mes según proyección de línea base
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38
Demandatérmica [kWh/díat]
8,000 6,000 4,000 2,000 0
Energía Térmica útil [kWht/día] Día Hábil
Energía Térmica útil [kWht/día] Día No Hábil
Ilustración 13. Demanda térmica diaria para cada mes según proyección de línea base
A partir del ejemplo anterior, a continuación se muestra la extrapolación de la demanda de potencia térmica y eléctrica a nivel anual: 300 DPE [kWe]
DPTEU [kWt]
200 150 100 50 0 1 275 549 823 1097 1371 1645 1919 2193 2467 2741 3015 3289 3563 3837 4111 4385 4659 4933 5207 5481 5755 6029 6303 6577 6851 7125 7399 7673 7947 8221 8495
Demanda [kW]
250
Horas en Orden Cronológico Ilustración 14. Demanda eléctrica y térmica anual
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39
3.3 Análisis de MMEE Este análisis consiste en la aplicación de criterios para identificar y evaluar técnica y económicamente MMEE para la edificación.
3.3.1 Identificación de MMEE Nivel 0
√
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Para la identificación de MMEE, se deben considerar todos los antecedentes obtenidos en el análisis de situación actual. De esta forma la revisión se enfoca a los equipos y sistemas con mayor potencial de ahorro energético, donde también se deben incluir los requerimientos particulares de la edificación. Lo anterior, se resume en el Esquema 5.
Análisis de situación actual
Experiencia del equipo auditor
+
Requerimientos de la organización auditada
Identificación de MMEE Esquema 6. Flujo de información para identificación de MMEE
Una forma conveniente de analizar los antecedentes para la identificación de MMEE es iniciar la evaluación desde la demanda o uso final (comportamiento de consumo), luego tecnologías de equipos y sistemas y, finalmente, los energéticos utilizados respondiendo a las preguntas que se plantean en la Tabla 12. Esta metodología se puede aplicar para cada sistema incluido en los alcances de la AE.
Tabla 12. Metodología para identificación de MMEE
¿Dónde se evalúa?
Demanda o uso final ¿La energía demandada es la que efectivamente se necesita?
¿Qué se evalúa? ¿Los parámetros de operación utilizados son los adecuados? ¿Existen hábitos del operario/usuario final que aumenten innecesariamente la demanda? ¿Se pueden regular factores externos que afecten la demanda de energía? ¿Existe tecnología más eficiente que la actual? ¿El dimensionamiento del equipo se ajusta a su uso final?
Tecnología ¿Es posible mejorar el desempeño de los equipos?
¿Opera cuando no existe demanda? ¿Se regula adecuadamente en base al nivel de demanda? ¿Es posible reducir el tiempo de uso? ¿Es posible disminuir pérdidas de energía? ¿Es posible recuperar energía residual? ¿El nivel de mantenimiento actual permite la operación eficiente de los equipos? ¿Es confiable el suministro con las fuentes actuales?
Energético ¿Las fuentes utilizadas se adaptan a las necesidades de la edificación?
¿La combinación de fuentes utilizadas entrega el menor costo energético anual? ¿Es posible cambiarse a o incluir una fuente energética de menor nivel de emisiones GEI?
Durante la aplicación de las preguntas presentadas, se pueden identificar algunas de las MMEE que se detallan en el Anexo 5.
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41
3.3.2 Análisis técnico y económico Nivel 0
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
A partir de las MMEE identificadas es necesario realizar una evaluación técnica y económica para determinar los ahorros energéticos y monetarios. La metodología de esta evaluación se muestra en el Esquema 6.
Esquema 7. Metodología para la evaluación técnica económica de MMEE
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42
Para el nivel de AE 0 lo anterior se desarrolla hasta ideas de MMEE, mientras que para un nivel 1 las medidas identificadas se estudian y priorizan a nivel de perfil. Para el nivel 2 la evaluación de las MMEE identificadas se desarrolla a nivel de estudio de perfil. Luego, para las mejor evaluadas del ranking obtenido se realiza el estudio técnico y económico a nivel de prefactibilidad. Finalmente, para el nivel 3, la aplicación de la metodología se desarrolla a nivel de estudio de prefactibilidad y luego, para las mejor evaluadas del ranking obtenido (que dependerá de la priorización de la organización auditada), se realiza el estudio técnico y económico a nivel de ingeniería básica. En consideración del nivel de estudio que se quiere lograr en cada auditoria, se deben abordar las siguientes actividades en distintos grados de detalle:
El primer paso de la metodología consiste en una evaluación técnica que estudia la factibilidad de implementación en base a la caracterización de las instalaciones, respecto al espacio disponible para la instalación y posibilidades de conexión con los sistemas existentes. Cuando existe la factibilidad de instalación, se debe evaluar la MMEE en base a la estimación de ahorros energéticos entre la situación actual y la situación propuesta. Adicionalmente, se caracterizan los aspectos técnicos de la implementación que permitan definir costos referenciales que son utilizados en la evaluación económica. Los ahorros estimados, se cuantifican monetariamente según el costo del energético, de manera particular cuando la MMEE genera impactos en la potencia y energía eléctrica, se utiliza el precio monómico. Lo anterior, y en conjunto con la determinación de la inversión inicial, permite generar flujo de caja que debe considerar la tasa de descuento y un horizonte de evaluación acordado con la organización auditada. Con lo anterior, se obtienen los indicadores económicos como VAN, TIR, retorno de inversión u otros de interés para la organización.
Con la finalidad de evaluar la solidez de las recomendaciones derivadas del análisis financiero, se puede realizar un análisis de sensibilidad, el que consiste en modificar las variables con mayor peso sobre el análisis y obtener los indicadores financieros para el nuevo escenario planteado. A modo de ejemplo, la Ilustración 10 muestra dos casos: la variación del VAN y el TIR ante cambios en la inversión y los ingresos del proyecto.
Sensibilización de la inversión 60000000 TIR 0.15
20000000
TIR
VAN
40000000
0.2 VAN
0
0.1
-20000000 -40000000
0.05
-60000000 -80000000
Variación de la inversión [%]
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0
43
Sensibilización del ahorro energético $ 40,000,000
0.2
$ 20,000,000
0.15
TIR
VAN
$0 -$ 20,000,000
0.1
-$ 40,000,000
0.05
-$ 60,000,000
VAN
-$ 80,000,000
TIR 0
Variación en el ahorro energético [%]
Ilustración 10. Análisis de sensibilidad. Variación del VAN y TIR en función de cambios en la inversión (arriba) y los ingresos (abajo)
Las MMEE evaluadas deben presentarse en un ranking en base criterios como, ahorro energético, ahorro económico, tasa de retorno, dificultad de implementación, beneficios medio ambientales, entre otros, según los acordados con la organización auditada. Un ejemplo para realizar un ranking de MMEE es el siguiente: Si bien los criterios Dar prioridad a las MMEE de bajo o nulo costo cuantitativos suelen ser detectadas, como las medidas de gestión. preponderantes en la Definir presupuesto máximo de inversión y luego toma de decisiones, los priorizar en base a uno o más factores. proyectos energéticos Asignar una ponderación a cada indicador suelen tener obtenido, donde se pueden contemplar externalidades atractivas indicadores económicos y técnicos, realizando un para la alta gerencia y ranking basado en otras partes interesadas ponderaciones. La definición de criterios es un elemento clave para En el último ejemplo, se puede desarrollar un ranking de la confección del Plan de las oportunidades detectadas por medio de acción. ponderaciones establecidas, como se muestra en la Tabla 13
Tabla 13. Ejemplo ponderaciones para obtener ranking de MMEE
Criterio evaluado del 0 al 10
Inversión inicial
Ahorro energético
Retorno de inversión
Dificultad de implementación
Ponderación
40%
25%
20%
15%
Puntaje
MMEE 1
10
9
8
1
8,00
MMEE 2
8
7
3
6
6,45
MMEE 3
6
2
6
10
5,60
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44
3.3.3 Plan de implementación para MMEE Nivel 0
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
De acuerdo al nivel de auditoría, se debe presentar un plan de acción de las medidas identificadas. En caso de niveles 1 y 2 este implica recomendaciones generales de las etapas para lograr para la implementación de las medidas priorizadas, y los tiempos estimados para cada una de ellas. En los niveles 2 y 3, junto a lo anterior se presentarán alternativas de modelos de negocio para la implementación. El mayor nivel de detalle en el nivel 3 está dado por consecuencia de la profundidad en la etapa de análisis de MMEE, donde como resultado se tienen tanto costos como plazos de ejecución más precisos para las etapas de implementación.
4 Reporte Nivel 0
√
Nivel 1
√
Nivel 2
√√
Nivel 3
√√√
Los reportes permiten el traspaso de información desde el equipo auditor a la entidad auditada, entregando detalles de las actividades realizadas, hallazgos, análisis y conclusiones.
4.1 Reporte(s) de avance El alcance del reporte de avance se debe definir en las reuniones iniciales, dado que es parte del alcance de la auditoría y sirve para mostrar resultados de manera parcial. Según el nivel de AE, este puede ser opcional, o también reemplazado por una reunión intermedia. En esta instancia, se pueden validar los resultados intermedios del Tratamiento de información y análisis de situación actual y presentar ideas de MMEE identificadas durante este proceso, para conocer cuáles pueden resultar de mayor interés para la organización auditada, enfocando en estas la evaluación técnica y económica.
4.2
Reporte final
El informe final tiene que resumir el estado actual del consumo energético, la metodología usada para el levantamiento y mediciones, las MMEE identificadas y los supuestos utilizados para llegar a ellas, y recomendaciones de próximos pasos. El principal objetivo del reporte final, es traspasar todos los antecedentes a la organización auditada que le permitan tomar decisiones respecto a su actual comportamiento energético y las MMEE de mayor conveniencia a implementar. Debe contener como mínimo las siguientes secciones y contenidos:
Resumen ejecutivo: Resumen de usos y consumos de energía del recinto y nombrar las MMEE más relevantes
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45
Contexto: Resumen de la entidad auditada y descripción general de la AE realizada, con los alcances y objetivos Resultados de la AE: En esta sección se detallan los resultados del análisis de la información recibida, levantamiento en terreno y mediciones. Los análisis a contener fueron detallados en su sección respectiva MMEE: Se debe detallar cada MMEE identificada, detallando supuestos utilizados y metodología de cálculo. Debe incluir tanto la evaluación técnica como económica, y entregar un ranking de medidas de acuerdo a los criterios convenidos entre el equipo auditor y la entidad auditada. Deben entregarse recomendaciones generales de implementación Conclusiones Anexos (si aplica)
A destacar que se debe consensuar entre ambas partes el formato y contenido del informe, puede ser desde una presentación ejecutiva hasta un informe técnico. Por otra parte, se debe también consensuar los anexos a entregar, donde se puede considerar la información recopilada, mediciones, memorias de cálculo, etc.
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46
5 Anexos Anexo 1. Detalle de uso final y tecnologías para sistemas de edificación
Sistema
Uso final
Grupos electrógenos, sistema solar fotovoltaico, turbina eólica, cogenerador, etc. Tableros eléctricos de distribución, fuerza, control y Otros equipos del sistema eléctrico alumbrado, transformadores de tensión, empalmes eléctricos Calderas de agua, calderas de condensación, calderas de vapor, calderines, bombas de Generación de calor calor, calefont, termos eléctricos, sistemas solares térmicos, cogenerador, etc. Chiller scroll, chiller tornillo, Generación de frio chiller centrófugo, chiller de absorción, etc. Bombas de impulsión, bombas Equipos de bombeo de recirculación. Otros equipos de sistema térmico: intercambiadores de Otros equipos de sistema térmico calor, estanques de acumulación, estanques de expansión, etc. Materiales constructivos: Materialidad madera, hormigón, ladrillo, etc. Material de aislación: lana mineral, poliestireno, poliuretano, etc. Aislación Sellos: para puertas y ventanas Control de ganancia exterior: orientación, muro trombe, persianas exteriores, etc. Tipo: simple o termopanel Ventanas Material (marco): madera, aluminio, PVC, etc. Tipo: simple hoja, doble hoja, giratoria, corredera, doble Puertas puerta, etc. Material: madera, aluminio, vidrio, PVC, etc. Equipos de consumo: Agua caliente sanitaria lavamanos, lavaplatos, duchas, etc. Equipos de consumo: lavamanos, lavaplatos, duchas, Agua fría sanitaria inodoros, sistemas de riego, limpieza, piscina, etc. Generación de electricidad
Sistema Eléctrico
Sistema Térmico Centralizado
Envolvente
Agua potable
Tecnologías
Calefacción
Climatización (HVAC) Aire acondicionado
Ventilación
Iluminación
Luz artificial
Transporte vertical
De personas De carga Equipos de oficina
Equipos de cocina
Equipos de Servicios particulares
Lavandería Piscina o sauna Esterilización Salas de servidores Laboratorios
Equipos de consumo centralizado: sistema térmico (calor), radiadores, difusores, losa radiante Equipos de consumo distribuido: estufas a gas, estufas eléctricas Equipos de consumo centralizado: sistema térmico (frio), difusores Equipos de consumo distribuido: aire acondicionado portátil, ventana, split muro, split cassette, rooftop, etc. Unidades manejadoras de aire, humidificadores, extractores, ventiladores, etc. Tipo: bulbo, tubo, foco, palmeta, etc. Tecnología: inducción, incandescente, halógeno, haluro metálico, fluorescente, LED Escalera mecánica, ascensor Monta carga, ascensor Computadores, monitores, fotocopiadoras, impresoras Cámaras de frio o congelamiento, refrigeradores, congeladores, hornos, anafes, marmitas, mantenedoras de alimentos (frío o calor), hervidores, microondas Lavadoras, secadoras y planchas de rodillos Calefactores eléctricos o sistema térmico Autoclaves con autogeneración, Autoclaves alimentados por sistema térmico Servidores, computadores, aires acondicionados Equipos de consumo eléctrico y de consumo térmico (esterilización o limpieza)
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Anexo 2. Criterios para orientar la elección de AE
Las siguientes tablas permiten identificar de manera referencial, en qué nivel de cada aspecto se ubica la organización auditada, de acuerdo al avance desde menos a más para los criterios a evaluar. De manera particular, la evaluación de complejidad avanza en nivel a mayor valor asignado para cada criterio de la tabla. Interés particular de la organización Obtener un panorama general de consumo energético
Identificar opciones de MMEE de mayor complejidad e impacto Obtener una caracterización precisa del consumo energético Obtener antecedentes para la revisión energética de un SGE
¿Existe registro de datos de ocupación o servicio? ¿Se han implementado o realizado campañas de buenas prácticas energéticas? ¿Están identificados las áreas o sistemas de mayor consumo energético? ¿Existen indicadores asociados a consumos energéticos? ¿Cuentan con equipos o sistemas de medición para el registro de variables energéticas? ¿Existe un responsable en temáticas energéticas? ¿Se han realizado AE previas?
+
Evaluar MMEE particulares que son de interés para la organización
Obtener antecedentes necesarios para implementar MMEE de mayor complejidad
¿Existe una política energética en la organización? ¿Existe un gestor energético? ¿Cuentan con SGE 50001 implementado o en proceso de implementación?
Mayor complejidad de instalaciones a mayor: Cantidad de instalaciones Tamaño de las instalaciones Cantidad de sistemas presentes Cantidad de puntos de distribución y uso final de sistemas Tipos de usos y requerimientos particulares por zonificación Variabilidad de la ocupación
+
Identificar MMEE de mayor complejidad e impacto focalizado en sistemas o equipos particulares
¿Se han implementado MMEE previamente?
Nivel de gestión de energía
Nivel de AE de interés
Obtener una caracterización detallada del consumo energético
¿Existe un registro ordenado de facturación de energéticos?
—
—
Identificar MMME simples y de bajo costo de inversión
Gestión de energía
La evaluación del interés particular, refleja de manera directa un menor o mayor nivel de AE en función de los resultados esperados del diagnóstico energético, donde a mayor nivel de AE son necesarios más recursos para alcanzar los objetivos. La evaluación de los siguientes aspectos, complementa la cuantificación de recursos adicionales que pueden ser necesarios, de acuerdo a las dificultades que pueda presentar un menor nivel de gestión energética o un alto nivel de complejidad de las instalaciones.
Recursos: Tiempo del equipo auditor, tiempo del personal de la organización auditada, equipos de medición del equipo auditor, costos económicos.
La relación entre los aspectos evaluados y los recursos necesarios se muestra a continuación
A medida que aumenta el nivel de detalle esperado en los resultados, aumentan los recursos necesarios para alcanzarlos.
Existe una relación inversa entre el nivel de gestión energética y los recursos necesarios para la AE. A menor nivel de gestión, mayor son los recursos requeridos para recopilar la información necesaria para el nivel de AE que no se encuentra disponible.
A mayor nivel de complejidad de las instalaciones a incluir en la AE, aumentan los recursos necesarios para el desarrollo del trabajo en terreno y posteriores análisis.
Considerando la totalidad de los recursos necesarios, se debe evaluar si la organización está dispuesta a asignar estos recursos para el tipo de diagnóstico de interés o, si es más adecuado, desarrollar una AE de menor detalle o que incluya menos aspectos de la instalación. La alternativa descrita, se puede complementar considerando a futuro el desarrollo de nuevos diagnósticos de mayor nivel y de mayor alcance de las instalaciones.
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50
Anexo 3. Planillas de ejemplo para el levantamiento de información en terreno Detalle de equipos eléctrico, consumos y condición de operación Punto de operación
Potencia nominal Cantidad (W)
Factor de carga*
Potencia total (kW)
Horas Días de Consumo de Factor de funcionamiento anual uso operación** por semana (kWh) (hrs)
Uso de la energía
Sector
Equipo
Zona 1
Equipo 1
Sistema 1
Zona 1
Equipo 2
Sistema 1
Equipo 3
Sistema 2
Zona 2
* Porcentaje de potencia a la que opera el equipo respecto de su potencia nominal ** Porcentaje de horas en que el equipo opera a potencia máxima respecto del total de horas de uso
Detalle de equipos térmicos, consumos y condición de operación Horas Días de Consumo Uso de Punto de Potencia* Potencia Rendimiento de Factor de Fuente de Sector Equipo Cantidad funcionamiento anual la operación (W) total* Eficiencia uso operación energía por semana (kWh) energía (kW) (hrs) Zona Equipo Sistema Energético 1 1 1 1 Zona Equipo Sistema Energético 1 2 2 2 Zona Equipo Sistema Energético 2 3 2 2 * La potencia térmica puede ser obtenida de la placa, ya sea como tal, o como área de calefacción, BTU, Kcal/h, kg de vapor por hora, etc. * La potencia eléctrica de equipos auxiliares, tales como quemadores y bombas debe ir en la sección electricidad
Detalle de equipos de iluminación, consumos y condición de operación Sector
Equipo
Zona 1
Equipo 1
Zona 2
Equipo 2
Zona 2
Equipo 3
Potencia (W)
Factor equipo auxiliar*
Cantidad
Potencia total (kW
Horas de uso (hrs)
Factor de operación **
Días de funcionami ento por semana
Consumo anual (kWh)
*Ballast, arrancadores, condensadores, entre otros **Depende de sensores u control del equipo
Detalle de envolvente térmica
Sector
Materialidad exterior
Espesor y superficie de paredes
Tipo de ventana
Superficie de ventanas
Orientación
Fachada 1
Norte
Fachada 2
Norte
Espesor y tipo de aislamiento de envolvente
Materialid ad marco de ventanas
Existencia de medidas de control de ganancia exterior
Otros: Estado general, infiltraciones o puentes térmicos
Anexo 4. Aspectos legales y recomendaciones para la evaluación e implementación de MMEE Norma/decreto
Institución
Descripción
D.S 594
Ministerio de salud
Nivel de iluminación óptimo para tareas/zonas
NCh Elec. 4/2003
SEC
Directrices para instalaciones eléctricas de baja tensión
Requisitos para implementación de MMEE con consumo eléctrico
DS 66
SEC
Reglamento de instalaciones interiores de gas
Requisitos para implementación de MMEE con consumo de gas
DS 10
SEC
Reglamento de calderas, autoclaves y equipos que utilizan vapor de agua
Requisitos para implementación de MMEE de generación térmica y equipos consumidores de vapor Consideración para compra de equipos de consumo eléctrico y térmico
NCh3000 Of2006 Ministerio de energía
NCh853
NCh2251
Ley de etiquetado de EE
Acondicionamiento térmico ‐ Envolvente térmica de edificios Normas OGUC Minvu ‐ Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas. Normas OGUC Minvu
NCh1079
Normas OGUC Minvu
Decreto 11 y 11T
Ministerio de energía
Aislación térmica ‐ Requisitos de rotulación de materiales aislantes. Arquitectura y construcción ‐ Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico. Antecedentes de tarifas eléctricas para clientes regulados
Aplicabilidad Evaluación de confort lumínico actual y evaluación para recambio de luminarias
Consideración para evaluación de envolvente Consideraciones para elección de materiales aislantes Recomendaciones para el diseño arquitectónico según zonificación de la instalación Consideraciones para análisis de facturación y tarifario
Versión disponible para proceso de Consulta Pública
52
Anexo 5. MMEE tipo para sistemas de edificación
Sistema
Sistema 1 Eléctrico
Sistema Térmico 1 Centralizado
Uso final
Grupos electrógenos, sistema solar Generación de electricidad fotovoltaico, turbina eólica, cogenerador, etc. Transformación y Tableros eléctricos de distribución, fuerza, distribución de control y alumbrado, transformadores de electricidad tensión, empalmes eléctricos, Controladores, inversores, baterías, Otros equipos de sistema sistemas de alimentación ininterrumpida, eléctrico bancos de condensadores, filtros de armónico, etc. Calderas de agua, calderas de condensación, calderas de vapor, Generación de calor calderines, bombas de calor, calefont, termos eléctricos, sistemas solares térmicos, cogenerador, etc. Generación de frio Equipos de bombeo Otros equipos de sistema térmico Materialidad
Chiller scroll, chiller tornillo, chiller centrífugo, chiller de absorción, etc. Bombas centrífugas de impulsión y recirculación. Otros equipos de sistema térmico: intercambiadores de calor, estánques de acumulación, estánques de expansión, etc. Materiales constructivos: madera, hormigón, ladrillo, etc.
Aislación
Material de aislación: lana mineral, poliestireno, poliuretano, etc. Sellos: para puertas y ventanas Control de ganancia exterior: orientación, muro trombe, persianas exteriores, etc.
Ventanas
Tipo: simple o termopanel Material (marco): madera, aluminio, PVC, etc.
Envolvente
Puertas Agua caliente sanitaria Agua potable Agua fría sanitaria
Climatización (HVAC)
Tecnologías
Calefacción
Tipo: simple hoja, doble hoja, giratoria, corredera, doble puerta, etc. Material: madera, aluminio, vidrio, PVC, etc. Equipos de consumo: lavamanos, lavaplatos, duchas, etc. Equipos de consumo: lavamanos, lavaplatos, duchas, inodoros, sistemas de riego, limpieza, piscina, etc. Equipos de consumo centralizado: sistema térmico (calor), radiadores, difusores, losa radiante Equipos de consumo distribuido: estufas a gas, estufas eléctricas
Versión disponible para proceso de Consulta Pública
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Aire acondicionado
Ventilación
Iluminación
Luz artificial
Transporte vertical
De personas De carga Equipos de oficina
Equipos de cocina Equipos de Servicios particulares
Lavandería Piscina o sauna Esterilización Salas de servidores Laboratorios
Equipos de consumo centralizado: sistema térmico (frio), difusores Equipos de consumo distribuido: aire acondicionado portátil, ventana, split muro, split cassette, rooftop, etc. Unidades manejadoras de aire, humidificadores, extractores, ventiladores, etc. Tipo: bulbo, tubo, foco, palmeta, etc. Tecnología: inducción, incandescente, halógeno, haluro metálico, fluorescente, LED Escalera mecánica, ascensor Monta carga, ascensor Computadores, monitores, fotocopiadoras, impresoras Cámaras de frio o congelamiento, refrigeradores, congeladores, hornos, anafes, marmitas, mantenedoras de alimentos (frío o calor), hervidores, microondas Lavadoras, secadoras y planchas de rodillos Calefactores eléctricos o sistema térmico Autoclaves con autogeneración, Autoclaves alimentados por sistema térmico Servidores, computadores, aires acondicionados Equipos de consumo eléctrico y de consumo térmico (esterilización o limpieza)
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Sistemas de generación, transformación y/o distribución energética utilizados para alimentar los sistemas de uso final
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